Question

6．某同學(xué)對一瓶長期暴漏在空氣中的氫氧化鈉固體樣品的成分及含量進(jìn)行探究．
【提出問題】該樣品中含有哪些物質(zhì)？
【提出猜想】通過分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全變質(zhì)，該樣品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅱ：部分變質(zhì)，該樣品中含有NaOH和Na₂CO₃．
則NaOH變質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
【查閱資料】
①堿性的Na₂CO₃溶液可以與中性的CaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；
②CO₂在飽和碳酸氫鈉溶液匯總幾乎不溶解．
【實(shí)驗(yàn)探究】為確定該樣品的成分，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請你一起完成下列實(shí)驗(yàn)報告．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）取少量樣品溶于水，加入 過量CaCl2溶液；	白色沉淀產(chǎn)生	該反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2CO3+CaCl2═2NaCl+CaCO3↓
（2）將上述反應(yīng)后的混合液過濾，取濾液加入酚酞試液；	溶液變紅色	證明猜想Ⅱ正確

【提出問題2】怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體？
【實(shí)驗(yàn)探究2】為得到純凈的氫氧化鈉固體，小亮明設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)流程．請回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH；
（2）最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量大于（填“大于”、“等于”或“小于”）變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量．
【實(shí)驗(yàn)反思】
（1）通過本題，你學(xué)會了定性檢驗(yàn)氫氧化鈉的變質(zhì)和除雜提純物質(zhì)．為了得到可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探究過程中你需要思考的問題有①②④⑤⑥（填數(shù)字序號）；
①選擇試劑種類　　�、诖_定試劑用量　　�、墼噭┊a(chǎn)地    ④實(shí)驗(yàn)裝置與步驟的設(shè)計(jì)　　　　⑤實(shí)驗(yàn)安全環(huán)�！　　、逌y量中減少誤差．
（2）向50g Na₂co₃溶液總逐滴加入一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CaCl₂溶液，實(shí)驗(yàn)過程中，生成沉淀的質(zhì)量與加入CaCl2溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，試計(jì)算：恰好完全反應(yīng)時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 【提出猜想】氫氧化鈉變質(zhì)是與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)碳酸鈉溶液與氯化鈣溶液反應(yīng)生成了碳酸鈣和氯化鈉，其中碳酸鈣為固體，而氯化鈉為中性溶液，所以為了確認(rèn)氫氧化鈉是否存在，應(yīng)該加入過量的氯化鋇溶液，然后再取上層清液，加入酚酞溶液進(jìn)行判斷即可．
【實(shí)驗(yàn)探究2】碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟分析．根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：【提出猜想】氫氧化鈉變質(zhì)是與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；反應(yīng)方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
【實(shí)驗(yàn)探究】氯化鈣溶液和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉，所以若觀察到產(chǎn)生了白色沉淀，則說明在該固體中含有碳酸鈉，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；
碳酸鈉被完全反應(yīng)后，若溶液能夠使酚酞溶液變紅，則說明溶液呈堿性，從而可以判斷該溶液中含有氫氧化鈉，則猜想Ⅲ成立；若酚酞試液沒有變紅，說明不含有氫氧化鈉，則猜想Ⅱ成立．
故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；過量CaCl₂溶液（其他合理答案均可）；酚酞試液；
【實(shí)驗(yàn)探究2】（1）該實(shí)驗(yàn)中，加入的試劑是澄清石灰水，碳酸鈉能和澄清石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．故填：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
（2）最終所得氫氧化鈉固體中，包括原樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量和反應(yīng)生成的氫氧化鈉的質(zhì)量，因此最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量大于變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量．
故填：大于．
【實(shí)驗(yàn)反思】
（1）定性檢驗(yàn)氫氧化鈉的變質(zhì)要選擇試劑種類、注意實(shí)驗(yàn)裝置與步驟的計(jì)劃；定量測定變質(zhì)樣品中某成分的含量時要確定試劑用量，實(shí)驗(yàn)中還要考慮實(shí)驗(yàn)安全環(huán)保問題、測量中減少誤差問題．故填：①②④⑤⑥；
（2）設(shè)生成氯化鈉的質(zhì)量為x，則
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
              100    117
               5g     x
$\frac{100}{117}=\frac{5g}{x}$
x=5.85g
恰好完全反應(yīng)時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.85g}{50g+72g-5g}×100%$=5%
答：恰好完全反應(yīng)時，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%．

點(diǎn)評 熟練掌握碳酸鈉、碳酸鈣等碳酸鹽和氫氧化鈉、氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)，能根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)或者自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它們是否變質(zhì)，并熟練的寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式．